(57)【要約】【課題】鉄骨部と鉄筋コンクリート部の鉄筋とを接合することなく、確実で簡便に構築可能な混合構造梁を提供する。【解決手段】鉄筋コンクリート造の一対の柱１からそれぞれ内側に向けて突設した一対の鉄筋コンクリート部２と、両端部３ａ、３ｂ側がそれぞれ各鉄筋コンクリート部２に埋設されて架構された鉄骨部３とを備える混合構造梁Ａであって、鉄骨部３には、両端部３ａ、３ｂ側のそれぞれに、軸線Ｏ２方向外側に突出し柱１と一体に接合される棒状の接合部４が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋コンクリート造の一対の柱からそれぞれ内側に向けて突設した一対の鉄筋コンクリート部と、両端部側がそれぞれ前記各鉄筋コンクリート部に埋設されて架構された鉄骨部とを備える混合構造梁であって、
前記鉄骨部には、両端部側のそれぞれに、軸線方向外側に突出し前記柱と一体に接合される棒状の接合部が設けられていることを特徴とする混合構造梁。
【請求項２】
請求項１記載の混合構造梁において、
前記鉄骨部がＨ形鋼とされ、前記接合部は、前記鉄骨部の上下一対のフランジ部の少なくとも一方に後端が固着され、少なくとも突出方向先端側に前記柱に定着する定着部を備えたアンカーボルトであることを特徴とする混合構造梁。
【請求項３】
請求項１記載の混合構造梁において、
前記鉄骨部がＨ形鋼とされ、前記接合部は、前記鉄骨部の上下一対のフランジ部の少なくとも一方に後端が固着され、少なくとも突出方向先端側に前記柱に定着する定着部を備えた鉄筋であることを特徴とする混合構造梁。
【請求項４】
請求項２記載の混合構造梁において、
前記フランジ部に長ナットが固着され、前記アンカーボルトがその後端側を前記長ナットに螺合させて設けられていることを特徴とする混合構造梁。
【請求項５】
請求項２記載の混合構造梁において、
前記鉄骨部の端部に前記材軸に直交する平面を備えたエンドプレートが固着され、前記アンカーボルトがその後端側を前記エンドプレートに固着させて設けられていることを特徴とする混合構造梁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋コンクリート造の一対の柱からそれぞれ内側に向けて突設した一対の鉄筋コンクリート部と、両端部側がそれぞれ各鉄筋コンクリート部に埋設されて架構された鉄骨部とを備える混合構造梁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建築物の梁構造には、鉄筋コンクリート造もしくは鉄骨造の単一部材の梁構造が用いられている。しかしながら、鉄骨造からなる梁構造は、その架構に掛かる工期が短いという利点を有する反面、高価格の鋼材を多く使用するためコスト増を招き、また、鉄筋コンクリート造に比べて剛性が低いという欠点があった。一方、鉄筋コンクリート造からなる梁構造は、鉄骨造よりも剛性が高く、かつ経済性に優れる反面、工期の長期化を招くという問題があった。
【０００３】
これに対し、鉄骨（鉄骨部）と鉄筋コンクリート（鉄筋コンクリート部）を組み合わせた混合構造梁が提案されており、この種の混合構造梁には、一対の柱とそれぞれ接合する梁両端部側に、それぞれ鉄筋コンクリートが設けられ、これら鉄筋コンクリートのそれぞれに所定埋設長だけ埋設して鉄骨を設けたものがある。このような混合構造梁は、大きなせん断力が作用する梁構造の両端部側に鉄筋コンクリートが設けられているためせん断耐力に優れ、また、鉄骨の断面サイズを小さくしても剛性の高い梁構造を実現することができるため使用鋼材量を減少させて低コスト化を図ることができるという利点を有する。さらに、鉄骨を柱に貫入して接合する必要がないため、柱の主筋の施工が容易になり、かつ鉄骨端部の加工を容易にすることが可能である。
【０００４】
また、例えば、特許文献１に開示されるような、鉄骨の鉄筋コンクリートへの埋設始端位置のフランジとウェブとで囲まれた部位に始端支圧プレートを設け、埋設終端位置における鉄骨の各上下フランジとウェブとの間に、ウェブ軸線（鉄骨の材軸）中心に対称に配置した複数枚の終端支圧プレートを設けたものもある。このような始端支圧プレートと終端支圧プレートを備えた場合には、鉄骨と鉄筋コンクリートの鉄筋（主筋）とを接合することなく、鉄骨と鉄筋コンクリート間の応力伝達を、各支圧プレートを介して円滑に行うことができ、剛性に優れた梁構造を構築することが可能になる。
【特許文献１】特開２００５−７６３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の始端支圧プレートと終端支圧プレートを備える混合構造梁においては、鉄筋コンクリートの主筋やせん断補強筋を、鉄骨の端部を取り囲むように配筋しコンクリートを打設する際に、始端支圧プレート及び終端支圧プレートでコンクリートの鉄骨軸線（材軸）方向への流動が阻害され、主筋やせん断補強筋及び鉄骨を密実にコンクリートで埋設するために多大な労力を要し、施工性の悪化を招くという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記事情を鑑み、鉄骨部と鉄筋コンクリート部の鉄筋とを接合することなく確実で簡便に構築可能な混合構造梁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【０００８】
本発明の混合構造梁は、鉄筋コンクリート造の一対の柱からそれぞれ内側に向けて突設した一対の鉄筋コンクリート部と、両端部側がそれぞれ前記各鉄筋コンクリート部に埋設されて架構された鉄骨部とを備える混合構造梁であって、前記鉄骨部には、両端部側のそれぞれに、軸線方向外側に突出し前記柱と一体に接合される棒状の接合部が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の混合構造梁において、前記鉄骨部がＨ形鋼とされ、前記接合部は、前記鉄骨部の上下一対のフランジ部の少なくとも一方に後端が固着され、少なくとも突出方向先端側に前記柱に定着する定着部を備えたアンカーボルトであることが望ましい。
【００１０】
さらに、本発明の混合構造梁において、前記鉄骨部がＨ形鋼とされ、前記接合部は、前記鉄骨部の上下一対のフランジ部の少なくとも一方に後端が固着され、少なくとも突出方向先端側に前記柱に定着する定着部を備えた鉄筋であってもよい。
【００１１】
また、本発明の混合構造梁においては、前記接合部がアンカーボルトである場合、前記フランジ部に長ナットが固着され、前記アンカーボルトがその後端側を前記長ナットに螺合させて設けられていることがより望ましい。
【００１２】
さらに、本発明の混合構造梁においては、前記鉄骨部の端部に前記材軸に直交する平面を備えたエンドプレートが固着され、前記アンカーボルトがその後端側を前記エンドプレートに固着させて設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の混合構造梁によれば、前記鉄骨部の両端側に、材軸方向外側に突出し前記柱と一体に接合されるアンカーボルトや鉄筋などの棒状の接合部が設けられていることによって、従来の混合構造梁の始端支圧プレートや終端支圧プレートのようにコンクリートの流動を阻害するおそれがなく、使用鋼材量を減らして低コストで剛性の高い架構を提供することができる。また、この接合部を介して鉄骨部と柱とが一体に接合されることにより、確実で簡便に互いを接合することが可能になるとともに、この接合部が降伏ヒンジ部を形成することになるため、鉄筋コンクリート部が負担するせん断力を軽減させて、応力に対して有利な設計を行なうことが可能になる。また、鉄筋コンクリート部の梁内側を向く一端側の鉄骨部を先行して降伏させる場合と、鉄筋コンクリート部の柱側に位置する他端側の主筋の一部を先行して降伏させる場合を設計者によりコントロールすることができる。
【００１４】
また、Ｈ形鋼の鉄骨部のフランジ部にアンカーボルトの後端側が螺合する長ナットが設けられていることによって、任意の段階で簡便にアンカーボルトを取り付けることができ、例えば、アンカーボルトを取り付けていない状態の鉄骨部を設置した後にアンカーボルトを取り付けるようにした場合には、アンカーボルトが柱の主筋などに干渉するようなことがなく鉄骨部ひいては混合構造梁を容易に設置でき、施工性を向上させることが可能になる。
【００１５】
また、鉄骨部の端部にエンドプレートを設けた場合には、アンカーボルトを鉄骨部の設置後に取り付けることができるため、上記と同様の効果を得ることができるとともに、鉄筋コンクリート部に埋設される鉄骨部の端部側にのみエンドプレートが設けられるため、従来の始端支圧プレート及び終端支圧プレートを備える混合構造梁のように、鉄筋コンクリート部のコンクリートを打設した際にコンクリートの流動が阻害されることはない。また、アンカーボルトとともにエンドプレートでも応力を受けることができるため、鉄筋コンクリート部が負担するせん断力をさらに軽減させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図１及び図２を参照し、本発明の一実施形態に係る混合構造梁について説明する。
【００１７】
本実施形態の混合構造梁Ａは、図１及び図２に示すように、隣接する一対の鉄筋コンクリート造の柱１の間に架構され、両柱１の側端１ａにそれぞれ接続してこれら側端１ａから所定の長さで内側（一対の柱１間の中央側）に突出した一対の鉄筋コンクリート部２と、両端部３ａ、３ｂ側がそれぞれ鉄筋コンクリート部２内に所定の埋設長を確保して埋設されて架構したＨ形鋼からなる鉄骨部３とから構成されている。
【００１８】
鉄筋コンクリート部２は、断面視で上方と下方とにそれぞれ軸線（材軸）Ｏ１に沿って延びる主筋２ａと、これら上下の主筋２ａを囲み、軸線Ｏ１方向に所定の間隔で配筋したせん断補強筋２ｂとを備えて構成されている。また、各主筋２ａは、その一端が柱１の内部に延設されて柱１に一体に接合している。さらに、鉄筋コンクリート部２の軸線Ｏ１方向内側を向く一端２ｃ側に配された複数のせん断補強筋２ｂは、軸線Ｏ１方向の間隔が他の部分よりも小さく配筋されて集中補強筋部２ｄを形成している。
【００１９】
一方、鉄骨部３は、一対の柱１の間隔と略同一の長さをもって形成されており、その軸線（材軸）Ｏ２を鉄筋コンクリート部２の軸線Ｏ１と同軸上に配した状態で設けられている。また、鉄骨部３は、鉄筋コンクリート部２内に埋設した両端部３ａ、３ｂ側が鉄筋コンクリート部２の上下の主筋２ａとせん断補強筋２ｂで囲繞されるように設けられている。また、この鉄骨部３には、両端部３ａ、３ｂ側に、軸線Ｏ２方向外側に突出するとともに、突出方向先端４ａ側にナット４ｂを螺合して形成した定着部４ｃを備える棒状のアンカーボルト（接合部）４が取り付けられている。本実施形態において、このアンカーボルト４は、鉄骨部３の両フランジ部（上フランジ部３ｃ、下フランジ部３ｄ）の軸線Ｏ２直交方向外側を向く面に、軸線を鉄骨部３の軸線Ｏ２と平行した状態で固着した長ナット５に後端側が螺合されて設けられている。また、本実施形態のアンカーボルト４は、鉄骨部３の両端部３ａ、３ｂ側に４本ずつ設けられ、各端部３ａ、３ｂ側の両フランジ部３ｃ、３ｄにそれぞれ２本ずつ固着して設けられている。そして、鉄骨部３は、各アンカーボルト４が柱１の内部に配されて、柱１と一体に接合している。また、アンカーボルト４は、その定着部４ｃによって、柱１からの引抜力に抵抗するように定着している。
【００２０】
また、鉄骨部３には、両鉄筋コンクリート部２から露出する部分の上フランジ部４ｃの上面に上方に突出する複数の頭付きスタッド６が軸線Ｏ２方向に所定の間隔をもって固着されている。そして、この頭付きスタッド６を介して、鉄骨部３の上フランジ部４ｃ上に敷設したコンクリートスラブ７が鉄骨部３と一体に接合されている。
【００２１】
上記のように構成した混合構造梁Ａは、予め工場または現場ヤードで所定長さの鉄骨部３を形成するとともに、そのフランジ部３ｃ、３ｄに長ナット５を固着した段階で、鉄骨部３の両端部３ａ、３ｂを囲繞するように鉄筋コンクリート部２の主筋２ａおよびせん断補強筋２ｂを配筋しつつ型枠を設置し、型枠内にコンクリートを打設して鉄骨部３の両端部３ａ、３ｂ側に鉄筋コンクリート部２を一体形成して形成される。このとき、従来の混合構造梁のように鉄骨部３に始端支圧プレートや終端支圧プレートが設けられていないため、打設したコンクリートは確実に軸線Ｏ２方向に流動しながら充填されてゆき、コンクリート内に確実に隙間なく密実な状態で主筋２ａやせん断補強筋２ｂ、鉄骨部３の端部３ａ、３ｂが埋設される。なお、この状態で、鉄筋コンクリート部２の軸線Ｏ１方向外側を向く側面には、長ナット５の開口部が開口し、且つ主筋２ａがこの側面から軸線Ｏ１方向外側に延出している。
【００２２】
ついで、混合構造梁Ａを架構した際にその下端に位置する部分まで予め先行構築した柱１に、混合構造梁Ａの端部を載置する。このとき、混合構造梁Ａの端部にアンカーボルト４が取り付けられていないため、柱１の主筋などに干渉することなく容易に設置される。そして、長ナット５にアンカーボルト４をそれぞれ取付けた後に、柱１やスラブ７の配筋などを行い、柱１及びスラブ７のコンクリートを打設する。これにより、本実施形態の混合構造梁Ａは、鉄筋コンクリート部２の主筋２ａやアンカーボルト４が柱１に接合し、一対の柱１間に架構される。また、頭付きスタッド６を介してスラブ７が混合構造梁Ａに一体に接合して構築される。このように架構した混合構造梁Ａは、鉄骨部３を鉄筋コンクリート部２の主筋２ａに接合することなく、且つこの鉄骨部３を柱１に貫入することなく柱１と接合されるため、その施工が容易である。
【００２３】
そして、上記のように構築した混合構造梁Ａは、混合構造梁Ａに自重及び架構が地震力を受け混合構造梁Ａにせん断力が作用した際に、鉄骨部３の鉄筋コンクリート部２内に埋設した部分の鉄骨部３の上フランジ部３ｃ、鉄筋コンクリート部２の下側主筋２ａとの間に、鉄骨部３を鉄筋コンクリート部２から引き抜く側に向く斜め方向のせん断応力が生じる。これに対し、この混合構造梁Ａでは、柱１に定着したアンカーボルト４が、鉄骨部３に作用する引抜力、すなわちせん断応力の一部を受け止め、これにより鉄筋コンクリート部２が負担するせん断応力が軽減することになり、剛性の高い架構になる。また、アンカーボルト４を介して柱１に鉄骨部３が接合していることで、この接合部分に降伏ヒンジを形成することができ、この点からも鉄筋コンクリート部２の負担せん断力が軽減した剛性の高い架構になる。
【００２４】
したがって、本実施形態の混合構造梁Ａによれば、鉄骨部３をアンカーボルト４で柱１に接合することによって、従来の混合構造梁の始端支圧プレートや終端支圧プレートのようにコンクリートの流動を阻害するおそれがなく、また、鉄骨部３の断面サイズを小さくしても剛性の高い架構を提供でき、使用鋼材量を減らして低コストにすることができる。また、混合構造梁Ａ（鉄骨部３）と柱１とを、アンカーボルト４によって確実で簡便に接合することが可能になり、且つこの接合部分が降伏ヒンジ部を形成することによって、鉄筋コンクリート部２が負担するせん断力を軽減させることができる。これにより、大スパンの架構に適用することが可能になるとともに、応力に対して有利な設計を行なうことが可能になる。また、鉄筋コンクリート部２の軸線Ｏ１方向内側を向く一端２ｃ側の鉄骨部３を先行して降伏させる場合と、鉄筋コンクリート部２の柱１側に位置する他端側の主筋２ａの一部を先行して降伏させる場合を設計者によりコントロールすることができる。
【００２５】
また、Ｈ形鋼の鉄骨部３のフランジ部３ｃ、３ｄに設けた長ナット５に螺合してアンカーボルト４を取り付けることができることにより、任意の段階で簡便にアンカーボルト４を設置でき、アンカーボルト４を取り付けていない状態の鉄骨部３を設置した後に、アンカーボルト４を取り付けることで施工性を向上させることが可能になる。
【００２６】
以上、本発明に係る混合構造梁Ａの実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、鉄骨部３の端部３ａ、３ｂのフランジ部３ｃ、３ｄに長ナット５を設け、この長ナット５に後端側が螺合してアンカーボルト４が鉄骨部３に一体に固着されているものとしたが、図３に示すように、アンカーボルト４の後端側をフランジ部３ｃ、３ｄに溶接して固着してもよく、また、図４に示すように、鉄骨部３の端部３ａ、３ｂにエンドプレート８を溶接などで固着し、このエンドプレート８に後端側をナット８ａで固着してアンカーボルト４が設けられてもよいものである。そして、このように鉄筋コンクリート部２に埋設した鉄骨部３の一端部３ａ（３ｂ）側にのみエンドプレート８を備えた場合には、従来の始端支圧プレート及び終端支圧プレートを備える混合構造梁のように、鉄筋コンクリート部２のコンクリートを打設した際にコンクリートの流動が阻害されることがなく、アンカーボルト４とともにエンドプレート８でも応力を受けることができるため、鉄筋コンクリート部２が負担するせん断力をさらに軽減させることが可能になる。
【００２７】
さらに、鉄骨部３の端部３ａ、３ｂに接合部としてアンカーボルト４を固着するものとしたが、例えば図５に示すように、異形鉄筋などの定着筋（鉄筋）１０を接合部として固着し、その突出方向先端１０ａ側にナットを取り付けて定着部１０ｂを形成してもよい。また、本実施形態では、アンカーボルト４が、鉄骨部３の両端部３ａ、３ｂのそれぞれに、且つ上フランジ部３ｃと下フランジ部３ｄのそれぞれに、２本ずつ設けられているものとしたが、その設置数は、設計計算に基づき定められればよく特に限定を必要とするものではない。さらに、このとき、アンカーボルト４は、例えば上フランジ部３ｃのみに取り付けられていてもよい。また、上フランジ部３ｃと下フランジ部３ｄの軸線Ｏ２に直交して外側を向く面にアンカーボルト４を固着するものとしたが、例えば上フランジ部３ｃや下フランジ部３ｃの軸線Ｏ２に略直交して内側を向く面にアンカーボルト４が固着されてもよい。
【００２８】
また、本実施形態では、アンカーボルト４の先端４ａ側が柱１の内部に定着されているものとしたが、図６に示すように、混合構造梁Ａのアンカーボルト４を、柱１を貫通するように延設させて、この混合構造梁Ａに対し柱１を挟んで対向配置した他の混合構造梁Ａの鉄骨部３の端部３ａ、３ｂに、アンカーボルト４の先端を固着してもよい。
【００２９】
さらに、本実施形態の混合構造梁Ａが接合する柱１が現場施工によって形成されるものとしたが、プレキャスト化した柱に接合してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係る混合構造梁を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る混合構造梁の鉄骨梁及びこの鉄骨梁に固着されるアンカーボルトを示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る混合構造梁の変形例として示した鉄骨梁及びこの鉄骨梁に固着されるアンカーボルトの斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る混合構造梁の変形例として示した鉄骨梁及びこの鉄骨梁に固着されるアンカーボルトの斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る混合構造梁の変形例として示した鉄骨梁及びこの鉄骨梁に固着される定着筋の斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る混合構造梁の変形例の鉄骨梁及びこの鉄骨梁に固着されるアンカーボルトを示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１      柱
１ａ    側面
２      鉄筋コンクリート部
２ａ    主筋
２ｂ    せん断補強筋
３      鉄骨部
３ａ    端部
３ｂ    端部
３ｃ    フランジ部（上フランジ部）
３ｄ    フランジ部（下フランジ部）
４      アンカーボルト（接合部）
４ａ    先端
４ｂ    ナット
４ｃ    定着部
５      長ナット
６      頭付きスタッド
７      スラブ
８      エンドプレート
１０    定着筋（接合部）
１０ａ  先端
１０ｂ  定着部
Ａ      混合構造梁
Ｏ１    鉄筋コンクリート部の軸線
Ｏ２    鉄骨部の軸線
【図１】
2007291636.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2007291636.tif 000006
【図５】
2007291636.tif 000007
【図６】
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